CN111003240B - 一种摆臂移动滚轮式探测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种摆臂移动滚轮式探测装置，包括齿条支架、齿条、齿轮、电机、摆臂和滚轮，齿条支架的一端穿过料仓的侧壁，另一端为自由端，在齿条支架固定一竖直设置的圆角矩形支撑架，圆角矩形支撑架固定在料仓的外侧壁上，在圆角矩形支撑架的上部固设一竖直粗方管，且竖直粗方管的底端穿入圆角矩形支撑架的内部设置，齿条支架为水平设置的U型槽钢，齿条固定在摆臂上，摆臂的一端伸入U型槽钢内且通过销轴与U型槽钢转动连接，U型槽钢的两侧壁上均设有一U型滑槽，销轴在两个U型滑槽内滑动设置，摆臂的另一端伸入料仓内通过滚轮轴与滚轮连接。本发明结构简单，探测不规则散料料堆的高度准确率高，为打捆机实现全自动作业提供可能。

Description

一种摆臂移动滚轮式探测装置

技术领域

本发明属于机电一体化技术领域，尤其是涉及一种摆臂移动滚轮式探测装置。

背景技术

饲料方型打捆机工作原理：第一步将草料喂入到料仓，第二步判断料仓入料量是否达到压缩成型的需求，当达到需求量时，下压缸、侧压缸、前压缸等三个液压缸按顺序挤压草捆使其成型并推送到缠网（绳）装置中进行捆扎，最后成包并由下一包草捆推出落地。

目前面世的这种以收集饲料为目的的采用卷扬送料方式的方型打捆机，在判断料仓入料量是否达到设定量值的方法上，基本都采用了红外线探测技术来感知料仓里的物料高度。这种方式的缺陷是：

1、它是在设定的感知距离范围内，通过发射和接收红外线，来确定照射物体位置的，基本原理是光反射，如果工作环境中灰尘过大，会导致红外线发射和接收失败，从而感知失灵，无法达到预期目的。打捆机捡拾起来的物料尤其是玉米秸秆，含土量相当高，作业环境被高浓度尘埃笼罩，不可避免地会附着在传感器红外线发射部位，摭挡光线进出。

2、被探测的物料是不规则的散料，单独一段秸秆突出伸出，摭挡并反射传感器发出的红外线的可能性极大，这种情况下检测系统会错误的判断物料高度已经达到预设值，并开始进行下一步将物料送入压缩室挤压的动作，这时草捆会因为物料不足而无法成形，出现散包、无效缠膜（绳）（材料浪费）、人工清理等一系列负效能工作。

3、一旦红外传感器的探测方式失灵或被废弃，打包作业的一个重要环节-料仓物料储量的判断就处于失控状态，基本是依靠人工观察或熟练操作手的人为判断来决定向压缩室推入物料的时机，这是非常不准确而且低效能的，对操作手的作业经验要求很高，无法实现高效快捷的自动化需求。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种摆臂移动滚轮式探测装置，结构简单，探测不规则散料料堆的高度准确率高，为打捆机实现全自动作业提供可能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种摆臂移动滚轮式探测装置，包括齿条支架、齿条、与齿条啮合的齿轮、带动齿轮转动的电机、摆臂和滚轮，所述的齿条支架的一端穿过料仓的侧壁，另一端为自由端，在齿条支架的靠近料仓侧壁处固定一竖直设置的圆角矩形支撑架，所述的圆角矩形支撑架固定在料仓的外侧壁上，在圆角矩形支撑架的上部固设一竖直粗方管，且竖直粗方管的底端穿入圆角矩形支撑架的内部设置，所述的齿条支架为水平设置的U型槽钢；

所述的齿条固定在摆臂上，摆臂的一端伸入U型槽钢内且通过销轴与U型槽钢转动连接，U型槽钢的两侧壁上均设有一U型滑槽，所述的销轴在两个U型滑槽内滑动设置，摆臂的另一端伸入料仓内通过滚轮轴与滚轮连接；

所述的齿轮通过齿轮轴安装在齿轮支架上，所述的齿轮支架的上表面固设有一竖直细方管，所述的竖直细方管穿入竖直粗方管内，且在竖直粗方管底端与齿轮支架上表面之间的竖直细方管上套设有压缩弹簧，所述电机带动摆臂上的滚轮在不规则散料料堆上往复运动；

在竖直细方管的顶端设有电感式接近开关传感器检测点，在竖直粗方管内设有电感式接近开关传感器；所述电感式接近开关传感器与控制器电连接；摆臂水平状态时，电感式接近开关传感器检测点与竖直粗方管内的电感式接近开关传感器之间距离大于感应距离，电感式接近开关传感器无信号输出；料仓内料堆的高度升高时，滚轮带动摆臂逆时针摆动，竖直细方管上的电感式接近开关传感器检测点上升，电感式接近开关传感器检测点靠近电感式接近开关传感器。

进一步的，所述齿条支架固定在圆角矩形支撑架的底部中间位置处，所述竖直粗方管固定在圆角矩形支撑架的竖直的中轴线上。

进一步的，所述摆臂为方管结构，且在方管末端固设一U型支架，所述滚轮轴的两端分别通过一轴承支撑，且轴承设置在相应的轴承座内，两个轴承座分别与U型支架的两个侧边固定连接。

进一步的，在U型槽钢底部与摆臂底平面之间填设隔层，隔层为泡沫层。

进一步的，所述齿条支架设置在料仓侧壁的中部或下部；所述齿条支架的长度与摆臂上齿条的长度相同。

进一步的，所述竖直细方管设置在齿轮支架的右端处，齿轮支架的右端伸入圆角矩形支撑架内，竖直细方管与圆角矩形支撑架上的竖直粗方管配合。

进一步的，所述竖直粗方管的底部设有对压缩弹簧限位的限位沿。

进一步的，所述齿轮支架侧面与一电机支架固定连接，所述电机固设在电机支架上，电机的输出轴带动齿轮轴转动。

进一步的，所述滚轮为橡胶轮。

进一步的，所述齿条支架、圆角矩形支撑架和竖直粗方管之间均焊接连接。

相对于现有技术，本发明所述的一种摆臂移动滚轮式探测装置具有以下优势：

本发明所述的摆臂移动滚轮式探测装置，

1、传感器采用了电感式接近开关，感应的是电流变化，不受灰尘影响，也不会受到非金属障碍物的干扰，不会失灵。

2、检测点是随着滚轮压制物料而被提升的，检测点的高度和物料的真实高度完全一致，不存在误报的可能。

3、滚轮在工作的过程中是往复移动的，只会在纷纷下落的物料之上，不会被下落的物料掩埋，从而使检测的物料高度更真实可靠。

4、在电信号来源可靠的情况下，打捆机全自动作业成为可能，机器的作业效率提高了，对操作者熟练程度的依赖也降低了，大大提升了机器的使用价值。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种摆臂移动滚轮式探测装置的主视图；

图2为本发明实施例所述的一种摆臂移动滚轮式探测装置的侧视图；

图3为本发明实施例所述的一种摆臂移动滚轮式探测装置的俯视图；

图4为图1中A-A处剖视图；

图5为摆臂的主视图；

图6为摆臂的俯视图；

图7为齿条支架、圆角矩形支撑架和竖直粗方管之间焊接连接的示意图；

图8为齿轮支架、电机支架和竖直细方管之间连接的示意图。

附图标记说明：

1-齿条支架，2-齿条，3-齿轮，4-电机，5-摆臂，6-滚轮，7-料仓，8-圆角矩形支撑架，9-竖直粗方管，10-销轴，11-U型滑槽，12-滚轮轴，13-齿轮轴，14-齿轮支架，15-竖直细方管，16-压缩弹簧，17-电感式接近开关传感器检测点，18-电感式接近开关传感器，19-U型支架，20-轴承座，21-隔层,22-限位沿，23-电机支架。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-图8所示，一种摆臂移动滚轮式探测装置，包括齿条支架1、齿条2、与齿条2啮合的齿轮3、带动齿轮3转动的电机4、摆臂5和滚轮6，所述的齿条支架1的一端穿过料仓7的侧壁，另一端为自由端，在齿条支架1的靠近料仓7侧壁处固定一竖直设置的圆角矩形支撑架8，所述的圆角矩形支撑架8固定在料仓7的外侧壁上，在圆角矩形支撑架8的上部固设一竖直粗方管9，且竖直粗方管9的底端穿入圆角矩形支撑架8的内部设置，所述的齿条支架1为水平设置的U型槽钢；

所述的齿条2固定在摆臂5上，摆臂5的一端伸入U型槽钢内且通过销轴10与U型槽钢转动连接，U型槽钢的两侧壁上均设有一U型滑槽11，所述的销轴10在两个U型滑槽11内滑动设置，摆臂5的另一端伸入料仓7内通过滚轮轴12与滚轮6连接；

所述的齿轮3通过齿轮轴13安装在齿轮支架14上，所述的齿轮支架14的上表面固设有一竖直细方管15，所述的竖直细方管15穿入竖直粗方管9内，且在竖直粗方管9底端与齿轮支架14上表面之间的竖直细方管15上套设有压缩弹簧16，竖直粗方管9的底部设有对压缩弹簧16限位的限位沿22，所述电机4带动摆臂5上的滚轮6在不规则散料料堆上往复运动；

在竖直细方管15的顶端设有电感式接近开关传感器检测点17，在竖直粗方管9内设有电感式接近开关传感器18；所述电感式接近开关传感器18与控制器（未示出）电连接；摆臂5水平状态时，电感式接近开关传感器检测点17与竖直粗方管9内的电感式接近开关传感器18之间距离（一般为6-10cm）大于感应距离，电感式接近开关传感器18无信号输出；料仓7内料堆的高度升高时，滚轮6带动摆臂5逆时针摆动，竖直细方管15上的电感式接近开关传感器检测点17上升，电感式接近开关传感器检测点17靠近电感式接近开关传感器18。

齿条支架1固定在圆角矩形支撑架8的底部中间位置处，所述竖直粗方管9固定在圆角矩形支撑架8的竖直的中轴线上，竖直粗方管9正对齿条支架14的U型槽设置。

摆臂5为方管结构，且在方管末端固设一U型支架19，所述滚轮轴12的两端分别通过一轴承支撑，且轴承设置在相应的轴承座20内，两个轴承座20分别与U型支架19的两个侧边固定连接。

在U型槽钢的底部与摆臂5底平面之间填设隔层21，隔层21为泡沫层，防止电机4带动的齿条2（摆臂5）在齿条支架1（U型槽钢）移动时，摆臂5晃动，对滚轮6的运动产生影响。

齿条支架1设置在料仓7侧壁的中部或下部；所述齿条支架1的长度与摆臂5上齿条2的长度相同。

竖直细方管15设置在齿轮支架14的右端处，齿轮支架14的右端伸入圆角矩形支撑架8内，竖直细方管15与圆角矩形支撑架8上的竖直粗方管9配合。

齿轮支架14侧面与一电机支架23固定连接，所述电机4固设在电机支架23上，电机4的输出轴带动齿轮轴13转动。

滚轮6为橡胶轮，既有一定的重量，防止不规则散料如秸秆等的单独一端秸秆伸出误报散料的高度，又增大了滚轮与不规则散料如秸秆等之间的摩擦力，保证了滚轮能够直线往复运动，对仓内的物料高度能给予准确的探测。

齿条支架1、圆角矩形支撑架8和竖直粗方管9之间均焊接连接，架体牢固，使用寿命长。

本探测装置的工作原理为：齿条支架1设置在料仓7侧壁的中部或下部，圆角矩形支撑架8固定在料仓1的侧壁上，摆臂5和滚轮6均伸入料仓7内，来监测料仓1中不规则散料料堆的高度，从而监测与料仓1连通的且位于料仓1下部的打包仓内料堆是否满仓，是否能够打包，最终实现散料的打包。具体工作过程如下：

电机4运转，通过输出轴带动齿轮轴13转动，从而带动齿轮轴13上的齿轮43动，由于齿条3固定在摆臂5的上表面，所以，电机4在运转时带动摆臂5在销轴10的作用下沿着齿条支架1上的U型滑槽11的往复移动，从而使得滚轮6也实现水平方向的往复直线运动，滚轮6往复运动，使得滚轮6只会在纷纷下落的物料之上，不会被下落的物料掩埋，从而使检测的物料高度更真实可靠；随着料仓1下部的打包仓内的物料满仓，料仓7内的物料会逐渐增多，滚轮6在不断直线往复运动的同时被自然地抬起升高，也就是使得摆臂5绕着销轴10逆时针摆动，压缩弹簧16常态为弹开，保证了齿轮3和齿条2的有效啮合，遇到物料增多后，摆臂5逆时针摆动，使得压缩弹簧16受挤压缩，竖直细方管15向上运动，从而带动竖直细方管15上的电感式接近开关传感器检测点17上升，当该点上升至与电感式接近开关传感器18的检测范围时，电感式接近开关传感器18向控制器发出预设值已到达的信号，电控系统会自动控制液压系统进行下一步动作，将打包仓内足够的草料推入压缩室，压缩成形、缠网（绳）、吐包，完成打捆作业。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种摆臂移动滚轮式探测装置，其特征在于：包括齿条支架（1）、齿条（2）、与齿条（2）啮合的齿轮（3）、带动齿轮（3）转动的电机（4）、摆臂（5）和滚轮（6），所述的齿条支架（1）的一端穿过料仓（7）的侧壁，另一端为自由端，在齿条支架（1）的靠近料仓（7）侧壁处固定一竖直设置的圆角矩形支撑架（8），所述的圆角矩形支撑架（8）固定在料仓（7）的外侧壁上，在圆角矩形支撑架（8）的上部固设一竖直粗方管（9），且竖直粗方管（9）的底端穿入圆角矩形支撑架（8）的内部设置，所述的齿条支架（1）为水平设置的U型槽钢；

所述的齿条（2）固定在摆臂（5）上，摆臂（5）的一端伸入U型槽钢内且通过销轴（10）与U型槽钢转动连接，U型槽钢的两侧壁上均设有一U型滑槽（11），所述的销轴（10）在两个U型滑槽（11）内滑动设置，摆臂（5）的另一端伸入料仓（7）内通过滚轮轴（12）与滚轮（6）连接；

所述的齿轮（3）通过齿轮轴（13）安装在齿轮支架（14）上，所述的齿轮支架（14）的上表面固设有一竖直细方管（15），所述的竖直细方管（15）穿入竖直粗方管（9）内，且在竖直粗方管（9）底端与齿轮支架（14）上表面之间的竖直细方管（15）上套设有压缩弹簧（16），所述电机（4）带动摆臂（5）上的滚轮（6）在不规则散料料堆上往复运动；

在竖直细方管（15）的顶端设有电感式接近开关传感器检测点（17），在竖直粗方管（9）内设有电感式接近开关传感器（18）；所述电感式接近开关传感器（18）与控制器电连接；摆臂（5）水平状态时，电感式接近开关传感器检测点（17）与竖直粗方管（9）内的电感式接近开关传感器（18）之间距离大于感应距离，电感式接近开关传感器（18）无信号输出；料仓（7）内料堆的高度升高时，滚轮（6）带动摆臂（5）逆时针摆动，竖直细方管（15）上的电感式接近开关传感器检测点（17）上升，电感式接近开关传感器检测点（17）靠近电感式接近开关传感器（18）。

2.根据权利要求1所述的一种摆臂移动滚轮式探测装置，其特征在于：所述齿条支架（1）固定在圆角矩形支撑架（8）的底部中间位置处，所述竖直粗方管（9）固定在圆角矩形支撑架（8）的竖直的中轴线上。

3.根据权利要求2所述的一种摆臂移动滚轮式探测装置，其特征在于：所述摆臂（5）为方管结构，且在方管末端固设一U型支架（19），所述滚轮轴（12）的两端分别通过一轴承支撑，且轴承设置在相应的轴承座（20）内，两个轴承座（20）分别与U型支架（19）的两个侧边固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种摆臂移动滚轮式探测装置，其特征在于：在U型槽钢的底部与摆臂（5）底平面之间填设隔层（21），隔层（21）为泡沫层。

5.根据权利要求1所述的一种摆臂移动滚轮式探测装置，其特征在于：所述齿条支架（1）设置在料仓（7）侧壁的中部或下部；所述齿条支架（1）的长度与摆臂（5）上齿条（2）的长度相同。

6.根据权利要求1所述的一种摆臂移动滚轮式探测装置，其特征在于：所述竖直细方管（15）设置在齿轮支架（14）的右端处，齿轮支架（14）的右端伸入圆角矩形支撑架（8）内，竖直细方管（15）与圆角矩形支撑架（8）上的竖直粗方管（9）配合。

7.根据权利要求1所述的一种摆臂移动滚轮式探测装置，其特征在于：所述竖直粗方管（9）的底部设有对压缩弹簧（16）限位的限位沿（22）。

8.根据权利要求1所述的一种摆臂移动滚轮式探测装置，其特征在于：所述齿轮支架（14）侧面与一电机支架（23）固定连接，所述电机（4）固设在电机支架（23）上，电机（4）的输出轴带动齿轮轴（13）转动。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种摆臂移动滚轮式探测装置，其特征在于：所述滚轮（6）为橡胶轮。

10.根据权利要求9所述的一种摆臂移动滚轮式探测装置，其特征在于：所述齿条支架（1）、圆角矩形支撑架（8）和竖直粗方管（9）之间均焊接连接。

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